(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標車線を生成する目標車線生成部；
目標距離を生成する目標距離生成部；
車両の現在地点と前記車両を基準に前記目標距離だけ離れた前記目標車線中心線上の地点を通過し、前記車両の走行方向を接線方向とする円軌跡をリアルタイムで生成する円軌跡生成部；および
前記車両が生成された前記円軌跡を沿うように目標ヨーレートおよび目標ステアリング角を計算するステアリング制御部；
を含み、
前記目標距離生成部は、前記車両の速度、および前記目標車線の中心線から前記車両の横方向離脱距離に基づいて算出することを特徴とする車両の車線変更制御装置。
【請求項２】
前記目標車線生成部は、現在走行車線の幅だけ、ある１つの方向にシフトして仮想の前記目標車線を生成することを特徴とする、請求項１に記載の車両の車線変更制御装置。
【請求項３】
前記ステアリング制御部は、前記目標車線の中心線から前記車両の離脱距離、前記目標車線の中心線と前記車両がなす離脱角、車両のサイドスリップ量、および車両の速度に基づいて、前記目標ヨーレートを算出することを特徴とする、請求項１に記載の車線変更制御装置。
【請求項４】
前記ステアリング制御部は、前記目標ヨーレートに基づいて前記目標ステアリング角を算出することを特徴とする、請求項３に記載の車線変更制御装置。
【請求項５】
ａ）目標車線を生成するステップ；
ｂ）目標距離を生成するステップ；
ｃ）生成された前記目標車線の中心線まで、車両の現在地点と前記車両を基準に前記目標距離だけ離れた前記目標車線中心線上の地点を通過し、前記車両の走行方向を接線方向とする円軌跡をリアルタイムで生成するステップ；および
ｄ）前記車両が生成された前記円軌跡を沿うように目標ヨーレートおよび目標ステアリング角を計算するステップ；
を含み、
前記ｂ）ステップにおいて、前記目標距離は、前記車両の速度、および前記目標車線の中心線から前記車両の横方向離脱距離に基づいて算出されることを特徴とする車両の車線変更制御方法。
【請求項６】
前記ａ）ステップにおいて、前記目標車線は、現在走行車線の幅だけ、ある１つの方向にシフトして仮想の前記目標車線を生成することを特徴とする、請求項５に記載の車両の車線変更制御方法。
【請求項７】
前記ｄ）ステップにおいて、前記目標ヨーレートは、前記目標車線の中心線から前記車両の離脱距離、前記目標車線の中心線と前記車両がなす離脱角、車両のサイドスリップ量、および車両の速度に基づいて算出されることを特徴とする、請求項５に記載の車線変更制御方法。
【請求項８】
前記ｄ）ステップにおいて、前記目標ステアリング角は、前記目標ヨーレートに基づいて算出されることを特徴とする、請求項７に記載の車線変更制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車線変更制御装置およびその制御方法に関し、より詳しくは、カメラから獲得した道路情報と各種センサから獲得した走行情報に基づいて、自動で車両が車線を変更するように制御する車両の車線変更制御装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
知能型車両の制御システムにおいて、車線維持制御装置（Ｌａｎｅ  Ｋｅｅｐｉｎｇ  Ａｓｓｉｓｔ  Ｓｙｓｔｅｍ、以下、ＬＫＡＳという。）は、運転者の安全のために必須のシステムである。このようなシステムは、通常、車線を検出し、車両の走行状態を検知して、車両が検出された車線を離脱しないように車線維持制御を行うか、車線離脱を警告することができるように構成される。
【０００３】
車線を含む道路情報は、車両のウインドシールドとルームミラーとの間に取り付けられたカメラセンサを介して前方の道路イメージを獲得し、獲得された道路イメージをＬＫＡＳカメラシステムによって映像処理して検出することができる。また、走行情報は、車両に取り付けられた各種センサおよびＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）から得られた情報によって検知することができる。
【０００４】
一方、ＬＫＡＳにおいて運転者の車線変更意図が検知された場合、後方車両の有無および走行状態に応じて運転者に警告するシステムが提案されている。また、このようなシステムから進歩し、カメラシステムの道路情報を活用して自動で目標車線に変更する車線変更システムが提案されている。通常、車線変更システムは、目標車線に誘導する仮想の車線と車両との離隔距離を活用して車線を変更するための制御を行う。しかし、このような車線変更システムは、仮想の車線と車両との離隔距離だけを反映して制御を行うため、ステアリング異質感および車両の傾き現象によってステアリングが不安定な問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、前記問題点を解決するためのものであり、ステアリング異質感および車両の傾き現象を防止できる車両の車線変更制御装置およびその制御方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための本発明は、目標車線を生成する目標車線生成部；目標距離を生成する目標距離生成部；車両の現在地点と前記車両を基準に前記目標距離だけ離れた前記目標車線中心線上の地点を通過し、前記車両の走行方向を接線方向とする円軌跡をリアルタイムで生成する円軌跡生成部；および前記車両が生成された前記円軌跡を沿うように目標料率および目標ステアリング角を計算するステアリング制御部；を含む車両の車線変更制御装置を提供する。
【０００７】
好ましくは、前記目標車線生成部は、現在走行車線の幅だけ、ある１つの方向にシフトして仮想の前記目標車線を生成してもよい。
【０００８】
好ましくは、前記目標距離生成部は、前記車両の速度、および前記目標車線の中心線から前記車両の横方向離脱距離に基づいて算出してもよい。
【０００９】
好ましくは、前記ステアリング制御部は、前記目標車線の中心線から前記車両の離脱距離、前記目標車線の中心線と前記車両がなす離脱角、車両のサイドスリップ量、および車両の速度に基づいて、前記目標料率を算出してもよい。
【００１０】
好ましくは、前記ステアリング制御部は、前記目標料率に基づいて前記目標ステアリング角を算出してもよい。
【００１１】
前記目的を達成するための他の発明は、ａ）目標車線を生成するステップ；ｂ）目標距離を生成するステップ；ｃ）車両の現在地点と前記車両を基準に前記目標距離だけ離れた前記目標車線中心線上の地点を通過し、前記車両の走行方向を接線方向とする円軌跡をリアルタイムで生成するステップ；およびｄ）前記車両が生成された前記円軌跡を沿うように目標料率および目標ステアリング角を計算するステップ；を含む車両の車線変更制御方法を提供する。
【００１２】
好ましくは、前記ａ）ステップにおいて、前記目標車線は、現在走行車線の幅だけ、ある１つの方向にシフトして仮想の前記目標車線を生成してもよい。
【００１３】
好ましくは、前記ｂ）ステップにおいて、前記目標距離は、前記車両の速度、および前記目標車線の中心線から前記車両の横方向離脱距離に基づいて算出されてもよい。
【００１４】
好ましくは、前記ｄ）ステップにおいて、前記目標料率は、前記目標車線の中心線から前記車両の離脱距離、前記目標車線の中心線と前記車両がなす離脱角、車両のサイドスリップ量、および車両の速度に基づいて算出されてもよい。
【００１５】
好ましくは、前記ｄ）ステップにおいて、前記目標ステアリング角は、前記目標料率に基づいて算出されてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による車両の車線変更制御装置およびその制御方法によれば、車両の速度と、目標車線の中心線から横方向離脱距離に対応してリアルタイムで変化する目標距離に基づいて車線を変更するように制御することにより、車線変更時、ステアリング異質感および車両の傾き現象を防止できる有利な効果を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の好ましい一実施形態による車両の車線変更制御装置を示すブロック図である。
【図２】現在走行車線から目標距離および円軌跡を示す図である。
【図３】車線変更中、リアルタイムで変化する目標距離および円軌跡を示す図である。
【図４】本発明の好ましい一実施形態による車両の車線変更制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。先ず、各図面の構成要素に参照符号を付する際、同一の構成要素に対しては、他の図面上に表示されるときにも可能な限り同一の符号を付するようにしていることに留意しなければならない。また、以下で本発明の好ましい実施形態を説明するが、本発明の技術的思想はこれに限定されるか制限されるものではなく、当業者によって変形されて多様に実施できることは明らかである。
【００１９】
本発明は、自動で車線を変更する車線変更制御装置に基づいたものであり、車線変更中にリアルタイムで変更される目標距離および円軌跡に基づいて、リアルタイムで車両のステアリングを制御する技術的な特徴がある。
【００２０】
図１は、本発明の好ましい一実施形態による車両の車線変更制御装置を示すブロック図である。図１を参照すれば、本発明の好ましい一実施形態による車線変更制御装置１００は、目標車線生成部１１０と、目標距離生成部１２０と、円軌跡生成部１３０と、ステアリング制御部１４０とを含む。
【００２１】
先ず、目標車線生成部１１０は、運転者の車線変更意志が検知されるか、ルート計画（ｒｏｕｔｅ  ｐｌａｎｎｅｒ）上、車線変更が必要な場合、ある１つの方向に目標車線を生成する。一実施形態において、目標車線生成部１１０は、現在走行車線の幅だけ、ある１つの方向にシフトして仮想の目標車線を生成することができる。
【００２２】
図２は、現在走行車線から目標距離および円軌跡を示す図であり、図３は、車線変更中、リアルタイムで変化する目標距離および円軌跡を示す図である。
図２を参照すれば、現在走行車線１０，２０から運転者が図２の左側に車線を変更しようとする意図を検知した場合、またはルート計画上、車線変更の判断が決定された場合、目標車線生成部１１０は、現在走行車線１０，２０の幅だけ左側にシフトして仮想の目標車線３０を生成する。現在走行車線１０，２０に関する情報は、車両４に設けられたカメラシステムおよび車線認識（ｌａｎｅ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）モジュールを介して検出が可能である。
【００２３】
図２の現在車両４は、現在走行車線１０，２０の中心線４０を基準に前方走行を追従する状態である。
目標距離生成部１２０は、車両４から所定の追従目標地点７２までの距離である目標距離７０を生成する。車線を変更するためには、車線維持制御システム（Ｌａｎｅ  Ｋｅｅｐｉｎｇ  Ａｓｓｉｓｔ  Ｓｙｓｔｅｍ、以下、ＬＫＡＳという。）より大きい目標距離を生成しなければならない。これは、車線を維持する時より車線の変更時に、目標車線の中心線５０と車両４との横方向離脱距離６０が大きく発生して円軌跡の半径が小さくなり、それにより、目標料率が大きくなることによって傾き現象が激しくなるためである。そこで、目標距離生成部１２０は、ＬＫＡＳにおいて用いられる目標距離に影響度（ゲイン＊横方向離脱距離＋１）を乗算して目標距離７０を算出する。ここで、ＬＫＡＳにおいて用いられる目標距離は、車両の速度と道路の曲率を反映して算出することができる。車両の速度はセンサ２から得ることができ、道路の曲率は車両４に設けられたカメラシステムおよび車線認識（ｌａｎｅ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）モジュールを介して検出することができる。
【００２４】
目標距離７０は、横方向離脱距離６０を変数とするため、当該車両４が車線を変更する過程中にリアルタイムで変化する横方向離脱距離６０に対応して目標距離７０も変わる。図３を参照すれば、車両４が車線変更中にある時、横方向離脱距離６０が、図２に示す横方向離脱距離６０より小さくなったことを確認することができる。このため、車線変更の初期には目標距離７０が大きいが、車線変更が進行するほど目標距離７０は小さくなる。また、車線変更が完了した場合には、横方向離脱距離６０が０になるため、既存のＬＫＡＳにおいて用いられる目標距離が用いられる。このように車線変更の過程に応じてリアルタイムで目標距離７０が変更されるため、運転者のステアリング異質感と傾きを最小化することができる。
【００２５】
円軌跡生成部１３０は、車両４の現在地点と車両４を基準に前記目標距離だけ離れた前記目標車線中心線上の地点を通過し、前記車両の走行方向を接線方向とする円軌跡をリアルタイムで生成する。一実施形態において、車両４の先端中心７１と目標車線上の地点７２を通過する円軌跡８０を生成することができる。車線変更時、このようにリアルタイムで生成された円軌跡８０を追従するように車両４を制御して、ステアリング異質感と傾きを最小化する。
【００２６】
ステアリング制御部１４０は、リアルタイムで生成された円軌跡８０を追従するように目標料率および目標ステアリング角を計算する。ステアリング制御部１４０は、横方向離脱距離６０と目標車線の中心線５０と車両４がなす離脱角、車両４のサイドスリップ量、および車両の速度に基づいて、先ず、目標料率を算出することができる。ステアリング制御部１４０は、算出された目標料率に基づいて目標ステアリング角を算出する。ステアリング制御部１４０は、算出された目標ステアリング角をＭＤＰＳ（Ｍｏｔｏｒ  Ｄｒｉｖｅｎ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）３に伝達して、当該車両４が目標したステアリング角でステアリングされるように誘導する。
【００２７】
図４は、本発明の好ましい一実施形態による車両の車線変更制御方法を示すフローチャートである。
図４を参照すれば、本発明の好ましい一実施形態による車両の車線変更制御方法は、先ず、目標車線生成部１１０は、運転者の車線変更意志が検知されるか、ルート計画（ｒｏｕｔｅ  ｐｌａｎｎｅｒ）上、車線変更が必要な場合、ある１つの方向に目標車線を生成する（Ｓ１００）。次に、目標距離生成部１２０は、車両４から所定の追従目標地点７２までの距離である目標距離７０を生成する（Ｓ２００）。次に、円軌跡生成部１３０は、車両４の現在地点と車両４を基準に前記目標距離だけ離れた前記目標車線中心線上の地点を通過し、前記車両の走行方向を接線方向とする円軌跡をリアルタイムで生成する（Ｓ３００）。次に、ステアリング制御部１４０は、リアルタイムで生成された円軌跡８０を追従するように目標料率および目標ステアリング角を計算する（Ｓ４００）。
【００２８】
以上の説明は本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲内で多様な修正、変更、および置換が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態および添付した図面は本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような実施形態および添付した図面によって本発明の技術思想の範囲が限定されない。本発明の保護範囲は、下記の請求範囲によって解釈するべきであり、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれると解釈するべきである。
【符号の説明】
【００２９】
１０、２０、３０  ・・・車線
４０、５０  ・・・車線の中心線
６０  ・・・横方向離脱距離
７０  ・・・目標距離
８０  ・・・円軌跡
１１０  ・・・目標車線生成部
１２０  ・・・目標距離生成部
１３０  ・・・円軌跡生成部
１４０  ・・・ステアリング制御部
【図１】
0005514333.tif 000002
【図２】
0005514333.tif 000003
【図３】
0005514333.tif 000004
【図４】
0005514333.tif 000005